DE1255090B

DE1255090B - Device for separating solid or liquid particles from a gas stream

Info

Publication number: DE1255090B
Application number: DE1961V0020153
Authority: DE
Original assignee: Verfahrenstechnik Dr Ing Kurt Baum
Current assignee: Verfahrenstechnik Dr Ing Kurt Baum
Priority date: 1961-02-15
Filing date: 1961-02-15
Publication date: 1967-11-30

Description

Vorrichtung zum Abscheiden von festen oder flüssigen Teilchen aus einem Gasstrom Die Erfindung liegt auf dem Gebiet jener Einrichtungen zum Abscheiden von festen oder flüssigen Teilchen aus einem Gasstrom, die aus einem Venturi-Strömungsgerät unter Benutzung eines als Abscheider dienenden, unmittelbar und achsengleich nachgeschalteten Krümmers besteht.Device for separating solid or liquid particles a gas stream. The invention is in the field of those devices for separation of solid or liquid particles from a gas stream emerging from a venturi flow device using a separator that is connected directly downstream and on the same axis Krümmer consists.

Für das Auswaschen von Staub und Aerosolen aus Gasen verwendet man in der Technik vielfach Venturi-Strömungsvorrichtungen oder auch Venturi-Strömungsapparate anderer Konstruktionen. One uses for washing out dust and aerosols from gases In technology, often Venturi flow devices or Venturi flow devices other constructions.

Im konvergenten Teil des Venturirohres wird das zu reinigende Gas auf eine Geschwindigkeit zwischen 60 und 200 als beschleunigt. Diese Maximal-Geschwindigkeit erreicht das Gas in der sogenannten Kehle, dem engsten Querschnitt des Venturirohres. The gas to be cleaned is in the convergent part of the venturi to a speed between 60 and 200 as accelerated. This maximum speed the gas reaches the so-called throat, the narrowest cross-section of the venturi.

Hier erfolgt etwa vorzugsweise quer zum Gasstrom die Eindüsung der Waschflüssigkeit, und zwar wird meistens Wasser durch Düsen oder einen Spalt in der Wand eingeführt. Beim Aufprall des Gases auf das eingedüste Wasser erfolgt der hauptsächliche Wascheffekt. Es findet hierbei ein Energieaustausch zwischen Gas und Flüssigkeit statt, bei dem zwangläufig die Flüssigkeit auf eine Geschwindigkeit beschleunigt wird, die nur dicht unter der maximalen Gasgeschwindigkeit in der Kehle liegt. Im anschließenden Diffusor wird das Gas stark verzögert, wobei Druck zurückgewonnen wird, während die Waschmitteltropfen ihrer größeren Dichte wegen nur wenig abgebremst werden und somit am Austritt des Venturi-Scrubbers eine Geschwindigkeit haben, die weit über der Gasgeschwindigkeit liegt. In dieser hohen Tropfengeschwindigkeit findet sich der Hauptanteil der für den Waschprozeß aufgewendeten Energie. Um die Waschflüssigkeit, die hauptsächlich tropfenförmig in dem Gas enthalten ist, abzuscheiden, muß ein Separator stets nachgeschaltet werden. Bisher verwendete man dazu üblicherweise Zyklone oder Turbinenschaufel-Separatoren. Bei den großen in der Technik vorkommenden Gasmengen bis zu etwa 400 000 m3/h, die in einer Einheit gereinigt werden müssen, ergeben sich jedoch sehr große Separator-Dimensionen, so daß man bald an der Grenze ihrer Wirksamkeit angelangt war. Bekanntlich kann der Durchmesser eines Fliehkraftabscheiders in Zyklonbauart nicht beliebig vergrößert werden, da dann die radialen Teilchenwege zu groß werden, um eine wirksame Abscheidung von Tropfen oder festen Partikeln zu erreichen. Diese Schwierigkeiten werden nach der Erfindung überwunden.Here, the injection of the is preferably carried out transversely to the gas flow Washing liquid, namely mostly water through nozzles or a gap in introduced the wall. When the gas hits the injected water, the main washing effect. There is an exchange of energy between gas and liquid instead, in which the liquid inevitably increases at a speed is accelerated, which is only just below the maximum gas velocity in the throat lies. In the subsequent diffuser, the gas is strongly decelerated, whereby pressure is regained is slowed down, while the detergent drops because of their greater density only slightly and thus have a speed at the outlet of the Venturi scrubber that is far above the gas velocity. In this high drop speed takes place the main part of the energy used for the washing process. To the washing liquid, which is mainly contained in the form of drops in the gas, must be deposited Separator must always be connected downstream. Up to now this was usually used for this Cyclones or turbine blade separators. With the large ones that occur in technology Gas quantities of up to around 400,000 m3 / h that have to be cleaned in one unit, However, the result is very large separator dimensions, so that you soon reach the limit its effectiveness had reached. As is known, the diameter of a centrifugal separator in cyclone design cannot be enlarged at will, since then the radial particle paths become too large for effective separation of droplets or solid particles reach. These difficulties are overcome according to the invention.

Zur Lösung einer anderen Aufgabe ist auch bereits vorgeschlagen worden, einem Venturi-Strömungsgerät als Abscheider unmittelbar und achsengleich einen Krümmer nachzuschalten. Bei dieser älteren Bauart wurde zwischen zwei Sonderbauarten von kegelförmig ausgebildeten, mit Waschflüssigkeit beschickten Venturirohren ein kegelförmig verjüngter Krümmer mit kreisförmigen Querschnitten eingeschaltet. To solve another problem it has also already been proposed that a Venturi flow device as a separator directly and on the same axis Elbow downstream. With this older design, a choice was made between two special designs of Conical venturi tubes charged with washing liquid are conical tapered bend with circular cross-sections turned on.

In wesentlicher Vereinfachung besteht die neue Vorrichtung aus einem solchen einfachen Venturi-Strömungsgerät mit einem als Abscheider dienenden, unmittelbar und achsengleich nachgeschalteten Krümmer, bei dem der Krümmer einen rechteckigen Querschnitt hat, ebene, der Krümmung folgende Leitflächen aufweist und nahe dem Ende der Leitflächen und der Krümmerwandung Fangeinrichtungen angeordnet sind, die zu einem gemeinsamen Austritt führen. In a substantial simplification, the new device consists of one such a simple Venturi flow device with one serving as a separator, directly and bend with the same axis, where the bend is rectangular Cross-section has, flat, the curvature following guide surfaces and close to the End of the baffles and the manifold wall catching devices are arranged, the lead to a common exit.

Nach einer Verbesserung stehen diese Leitflächen ebenso wie die Fangeinrichtungen sowie die Ableitungen ganz oder teilweise unter dem Einfluß von Schwingern, die den Austritt der abgeschiedenen festen oder flüssigen Teilchen begünstigen. After an improvement, these guide surfaces will be available, as will the air-termination systems as well as the discharges wholly or partly under the influence of vibrators, the favor the escape of the separated solid or liquid particles.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt Fig. 1 einen Venturi-Scrubber mit einem nachgeschalteten Krümmer-Separator, der als Abscheider ausgebildet ist, F i g. 2 einen Krümmer mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt, Fig. 3 einen Krümmer niit senkrecht stehenden Fangblechen. The invention is explained below on the basis of exemplary embodiments explained in more detail with reference to the drawing. 1 shows a Venturi scrubber with a downstream manifold separator designed as a separator, F i g. 2 shows a bend with a rectangular or square cross-section, FIG. 3 shows a Elbow with vertical catch plates.

Das durch Venturi-Scrubber und Krümmer 1 hindurchströmende Medium bewegt sich in Pfeilrichtung. The medium flowing through the venturi scrubber and manifold 1 moves in the direction of the arrow.

Das in den eckigen Krümmer einströmende Medium trifft auf ein oder mehrere Leitbleche 2, an deren in der Strömungsrichtung liegenden Enden sich je ein Fangblech 3 befindet. Dieses hat einen rechteckigen Querschnitt. Außerdem befindet sich ein Fangblech 4 an der oberen Wand des Krümmers und ein weiteres Fangblech 5 an der unteren Krümmerwand. Die Seitenwände des Krümmers können auch mit entsprechenden, senkrecht stehenden Fangblechen 6 ausgerüstet sein.The medium flowing into the angular elbow meets an or several baffles 2, at the ends of which are located in the direction of flow a catch plate 3 is located. This has a rectangular cross-section. Also located a catch plate 4 on the upper wall of the bend and another catch plate 5 on the lower manifold wall. The side walls of the manifold can also be fitted with vertically standing catch plates 6 be equipped.

Gelangt ein mit Flüssigkeitstropfen beladener Gasstrom, in dem durch Beschleunigen und Verzögern des Mediums in einem Venturi-Scrubber den Teilchen eine gegenüber dem Medium erheblich höhere Geschwindigkeit gegeben ist, in einen derart ausgebildeten Krümmer, so werden die Tropfen infolge der ihnen innewohnenden großen kinetischen Energie und der Fliehkraft auf die Leitbleche 2 geschleudert und auch auf die untere Wand des Krümmers und fließen dort als Flüssigkeitsfilm in Richtung des Gasstromes ab. A gas stream laden with liquid droplets arrives in which through Accelerating and decelerating the medium in a venturi scrubber the particles compared to the medium is given considerably higher speed in such a formed bends, the drops become large as a result of their inherent size kinetic energy and centrifugal force flung onto the baffles 2 and also onto the lower wall of the elbow and flow there as a liquid film in the direction of the gas flow.

Gerade die Tatsache, daß die Flüssigkeitstropfen im Gas eine wesentlich größere Geschwindigkeit haben als das Gas selbst, hat zur Folge, daß ein Krümmer-Separator nach der Erfindung besonders gut arbeitet. Die gegenüber dem Gas größere Geschwindigkeit der Tropfen erklärt sich wie folgt: Im divergierenden Teil des Venturirohres 9 (Fig. 1) wird beispielsweise ein mit Flüssigkeitströpfchen beladenes Gas, welches in der Kehle 10 des Venturirohres mit sehr großer Geschwindigkeit (etwa 60 bis 200m/s) strömt, unter Verwandlung eines Teils seiner kinetischen Energie in statischen Druck abgebremst. Die Gasgeschwindigkeit am Austritt des Venturirohres beträgt dann maximal noch 15 mis. Die im Gas enthaltenen Flüssigkeitströpfchen dagegen, die während des Waschprozesses in der Kehle Aerosole oder Staub aufgenommen haben, werden infolge ihrer größeren Dichte im Diffusor nur unwesentlich abgebremst, so daß sie am Austritt des Venturirohres 9 eine Geschwindigkeit haben, die nur unwesentlich unter ihrer Marimal-Geschwindigkeit liegt (60 bis 200 m/s je nach maximaler Gasgeschwindigkeit in der Kehle). Gerade für diese Strömungsform ist der nachgeschaltete Abscheidekrümmer besonders gut geeignet, da den im Gas mitgeführten Tröpfchen eine wesentlich größere kinetische Energie innewohnt als der Gasgeschwindigkeit am Eintritt des Abscheidekrümmers entspricht. Außerdem wird die Abscheidung noch durch die Wirkung der Fliehkraft verbessert. Demzufolge wird bei der Vereinigung eines Venturi-Scrubbers mit einem Krümmer-Separator ein Abscheide-Wirkungsgrad der Tröpfchen erzielt, der in der Größenordnung von 98,5 bis 98,9 01o und höher liegt. Die Gasgeschwindigkeit am Eintritt des Abscheidekrümmers braucht dabei nicht höher als 10 bis 15 mis zu liegen. Precisely the fact that the liquid droplets in the gas are an essential have a greater velocity than the gas itself, has the consequence that a manifold separator works particularly well according to the invention. The greater speed than gas the drop is explained as follows: In the diverging part of the Venturi tube 9 (Fig. 1), for example, a gas laden with liquid droplets, which in the Throat 10 of the venturi tube with very high speed (about 60 to 200m / s) flows, converting part of its kinetic energy into static pressure braked. The gas velocity at the outlet of the Venturi tube is then a maximum still 15 mis. The liquid droplets contained in the gas, however, that during the Aerosols or dust ingested in the throat during the washing process will result its greater density in the diffuser is only slightly slowed down, so that it exits of the Venturi tube 9 have a speed that is only slightly below their Marimal speed is (60 to 200 m / s depending on the maximum gas speed in the throat). The downstream separation elbow is precisely for this type of flow particularly suitable because the droplets carried along in the gas are much larger kinetic energy is inherent as the gas velocity at the entry of the separation elbow is equivalent to. In addition, the separation is still due to the effect of centrifugal force improved. Accordingly, when a Venturi scrubber is combined with a Elbow separator achieves a separation efficiency of the droplets that is of the order of magnitude from 98.5 to 98.9 01o and higher. The gas velocity at the entry of the separation elbow need not be higher than 10 to 15 mis.

Als überraschend muß es bezeichnet werden, daß es bei dieser Vereinigung eines Venturi-Scrubbers mit einem Krümmer-Separator gelingt, fast die gesamte für den Waschprozeß aufgewendete Energie zweimal auszunutzen, nämlich einmal für den Aufprall des verunreinigten Gases auf die quer eingedüste Waschflüssigkeit (was eine gute Gaswäsche zur Folge hat) und ein zweites Mal zur Abscheidung der (schnellen) Tropfen aus dem Gas. Gerade in der gegenüber dem Gas sehr großen Tropfengeschwindigkeit am Austritt des Diffusors stecken etwa 80 O/o der für den Waschprozeß aufgewendeten Energie (Gas-Druckabfall zwischen Eintritt und Austritt des Venturi-Waschers). It must be described as surprising that this association a venturi scrubber with a manifold separator manages almost the entire for to utilize the energy expended in the washing process twice, namely once for the Impact of the contaminated gas on the scrubbing liquid injected across the surface (what good gas scrubbing) and a second time to separate the (fast) Drops from the gas. Especially in the opposite Gas very high drop speed At the outlet of the diffuser there is about 80% of the amount used for the washing process Energy (gas pressure drop between inlet and outlet of the venturi scrubber).

Es ist möglich, einen Krümmer-Separator auch ohne einen vorgeschalteten Venturi-Scrubber zu verwenden, dann ergeben sich jedoch niedrigere Abscheidegrade für Tröpfchen oder Aerosole oder auch für Stäube. It is possible to use a manifold separator without an upstream one Using Venturi scrubbers, however, results in lower degrees of separation for droplets or aerosols or also for dusts.

Im praktischen Versuch hat sich gezeigt, daß sich auch an den drei anderen Wandungen des Krümmers und an der Unterseite der Fangbleche ein Flüssigkeitsfilm ausbilden kann. Diese Flüssigkeitsfilme fließen in die Fangbleche 3, 4, 5, 6 und werden aus diesen durch Ableitungen 7, 8 (F i g. 3) abgezogen. Das gereinigte Gas verläßt den Krümmer an dessen Austrittsseite. Practical experiments have shown that the three other walls of the bend and a film of liquid on the underside of the catch plates can train. These liquid films flow into the catch plates 3, 4, 5, 6 and are subtracted from these by leads 7, 8 (Fig. 3). The purified gas leaves the manifold on its outlet side.

Entsprechend vollzieht sich der Vorgang der Abscheidung bei staubbeladenen Gasen und bei Gasen, die Staub- und Flüssigkeitstropfen gemeinsam enthalten. Soll Staub aus Gasen abgeschieden werden, so empfiehlt es sich jedoch, die Fangbleche 3, 4, 5, 6 und eventuell auch die Ableitungen 7, 8 in Schwingungen zu versetzen, zweckmäßig durch einen gesonderten Antrieb, um ein Abfließen des (trockenen) Staubes sicherzustellen. Bei kleinen Abscheidekrümmern wird zweckmäßig der ganze Krümmer in geeignete Vibrationen versetzt. The process of separation takes place accordingly in the case of dust-laden Gases and gases that contain droplets of dust and liquid together. Intended to Dust can be separated from gases, so it is recommended, however, to use the catch plates 3, 4, 5, 6 and possibly also the leads 7, 8 to vibrate, expediently by a separate drive to allow the (dry) dust to flow away to ensure. In the case of small separation elbows, the whole elbow is useful set in suitable vibrations.

Claims

Claims: 1. Device for separating solid or liquid Particles from a gas stream, which comes from a Venturi flow device and an as There is a separator serving directly and axially downstream manifold, characterized in that the bend (1) has a rectangular cross-section, that it has flat, the curvature following guide surfaces (2) and that near the end the guiding surfaces and the manifold wall of the air-termination devices (3, 4, 5) are arranged, which lead to common derivatives (7, 8).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the guide surfaces (2) as well as the interception devices (3, 4, 5) and the discharges (7, 8) completely or are partially under the influence of vibrators that discharge the deposited favor solid or liquid particles. ~~~~~~~~ Publications considered: German Patent Nos. 660 073, 599 671, 352 123; French patent specification No. 1019,343; U.S. Patent No. 2,438,827.